4维空间是什么

2024-04-29

1. 4维空间是什么

四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。
一维是线,二维是面,三维是静态空间,四维是动态空间(因为有了时间),当然这只是一种说法,并不是说第四维就是时间。   我们在物理学中描述某一变化着的事件时 所必须的变化的参数。这个参数就叫做维。几个参数就是几个维。比如描述“门”的位置就只需要角度所以是一维的 而不是二维   简单地说:零维是点,没有长、宽、高。一维是由无数的点组成的一条线,只有长度,没有宽、高。二维是由无数的线组成的面,有长、宽没有高。三维是由无数的面组成的体,有长宽高。维可以理解成方向。   因为人的眼睛只能看到二维,所以三维以上很难解释。正如一个智力正常,先天没有一只眼睛,一只耳朵的人(这样就没有双眼效应,双耳效应),他就很难理解距离了,他很可能认为这个世界是2维的.   就比如说,一条水管,人们普遍认为它是一个三维物体,但把它拿到远处去看,就只剩一条线了(1维)   一个简单的说法:N维就是N条直线两两垂直所形成的空间   因为,人类只能理解到3维,所以后面的维度可以通过数学理论构建,但要仔细理解就很难.在量子力学,目前仍在建立的弦理论,认为世界是11维的

事件一:
  1960年,在神秘的百慕大海域也发生一件怪事。 在众多旁观者面前,美国的战斗机被云吞噬,就此消失。   目击者之一H·维克多回忆说:“当时我在金德雷空军基地的人工卫星站工作。那天气候良好,空中除了一朵云之外,一片晴朗。   “五架战斗机从事训练飞行。包括我在内,很多基地人员都在观赏天空的情况,五架战斗机在离海岸800米的上空冲进一朵飘浮的白云中,拼命伸长脖子望着天空,但是它始终未再出现。   “基地顿时骚动起来。控制塔的指挥自始至终都是目击者,他也一样没有看到任何物体从云中掉到海上,雷达屏幕上也显示出本来的五架战斗机的影子,突然间地消失了一架,立即引起官方注意,而派出搜索队。   “搜索的范围是基地的海岸到800公尺外的浅滩。 “找了又找,连一个战斗机破片也没有发现。那朵白云吞噬了一架战斗机,在不知不觉中消失了……”
事件二:
  1968年6月1日又出现了一件古怪的事,那天,在南美洲阿根廷首都布宜诺斯艾利斯郊外,两辆汽车正在高速公路上行驶。 一辆坐着律师毕特耳夫妇,另一辆载着他们的朋友——哥登夫妇,他们的目的地是150公里外的麦布市。 哥登夫妇一路领先,不久,汽车在暮色中到达麦布市郊,回头往后一看,毕特耳夫妇的车子不见了,他们还以为律师车子发生了故障,进城后,他俩分头打电话给沿途的村镇,又派人沿高速公路搜索。   两天过后,一无所获,哥登夫妇只好报警。 就在同一天,哥登接到墨西哥打来的长途电话,说话人竟是毕特耳律师本人。原来他们遇到了一件不可思议的奇事:   当毕特耳夫妇的车子经过雪斯哥姆市后,车子前方突然白雾笼罩,不久,车身全被白雾包围。毕特耳看表,时间是午夜12点10分,就在这时,夫妇俩忽然昏迷过去。也不知经过多少时候,他们苏醒过来,天色已经放亮,车子仍然在高速公路上行驶。 奇怪的是,路上的风光景色,以及行人的穿戴服饰,都和阿根廷不同,停车一问,真叫人大吃一惊:原来他们已在墨西哥城了! 阿根廷距离墨西哥最少也有6000公里,他们怎么会把车子从阿根廷开到墨西哥的呢?律师先生自己也说不出个头绪来。   毕特耳夫妇赶快打电话给阿根廷驻墨西哥的领事馆,要求帮忙,这时,他们两人的表针都停在12点10分,而实际上,这天已是6月3日了。 像这种怪事,世界上已发现过多次,所以,引起了许多科学家的注意。
事件三:
  1934年,在美国菲拉狄尔菲亚港,有一艘满载官兵的驱逐舰,正启程远海驶去。突然,一阵波涛袭来,还没等司舵把稳方向,转瞬间,这艘船却神奇地在弗台尼亚洲东南部的诺福克海港出现了。   舰长、大副、领航、司舵和水手们个个睁大了眼睛,面面相觑,谁也不知道发生了什么事情,舰长紧蹙双眉的纳闷着菲拉狄尔菲亚港和诺福克港之间距离500多公里,在短促的时间里,怎么可能由一个港口航行到另一个港口:况且大副、领航、司舵又没失职,层层控制着这艘船,又怎么会发生这种不可思议的事情?真是莫名其妙!……
事件四:
  1956年5月10日,美国西部俄克拉荷马州一个叫做奥塔斯的城市里,八岁的小孩吉米正和小伙伴特姆、肯一起玩“捉强盗“的游戏。由吉米爬上附近一家人家的围墙,抓住从围墙下通过的肯。正玩在兴头上,吉米忽然大喊一声:“肯,等一下!”就从围墙上跳了下来,就在这一霎那间,吉米不见了人影,特姆和肯大吃一惊,急忙喊道:“喂!吉米!”“吉米!你藏到哪儿去啦?快出来!”   两个孩子声嘶力竭地呼唤着自己的伙伴,但是听不到任何回音,吉米仍然杳无踪影。人们听说吉米在两个同伴眼前突然失踪,顿时轰动起来。吉米的妈妈急忙和警察局报告,警方以为发生了诱拐儿童的案件,立即出动进行搜查,但是毫无结果。   一个月过去了,有一天,吉米的母亲也出乎意料地失踪了。当时由于没有人在现场,不知道她失踪时的情形。但是,连续发生两起突然失踪的事件使警方紧张起来,再次进行全面侦查,仍然一无所获。吉米母子俩为什么会去向不明,一直无人知晓。

4维空间是什么

2. 4维空间是什么样子的

什么是四维空间冷知识科普.mp4

3. 4维空间是什么样子的

点是零维的,无参数
  线是一维的,参数是点 
  面是二维的,参数是线 
  体是三维的,参数是面
  以此类推,以体为参数构成的空间就是四维空间,通常理解为时间,从很多科幻小说中可以看到类似的说法。 
  那么以时间为参数构成的空间应该就是五维空间,在科幻中好像是要联系到黑洞、虫洞这些东西,比较难理解。
  我们人类能够感知的只有四维了。 
  【其中的规律】
  你有没有发现这个规律: 
  一维的东西能够容纳所谓的零维(直线是由点构成) 
  二维的东西能够容纳一维(纸上可以画条直线) 
  三维的东西能够容纳二维(盒子里放个纸片) 
  那么四维的东西就理所当然的容纳三维了。我们人体算三维的。我们的世界就是四维了,为什么是四维的呢?因为我们的世界有这样四个元素:长宽高和时间。 
  有没有五维的?就是说能够容纳我们世界的介质?那得看看我们这个世界的外面是什么了,这个宇宙的外面是什么了。
  【维空间的起源】
  一维、二维、三维空间最早源于数学概念研究。数学家们,想使度量能规范化、严格化、整体化、普适化,所以定义各种一维、二维、三维、四维空间与其它多维空间。 
  在其中生成了拓扑学分支,去看看最新的基础几何拓扑学,你会有很大的收获。如果,你看代数拓扑学书籍,则难度大又浪费时间。如果,你只是要了解,那么就看看介绍一维、二维、三维、四维空间与以上维空间的科普书籍就完全足够,也可速成。有时合适的科普书籍,介绍的理论容易懂又很深,一些专业书籍反而难度不够。 
  【高维模型的概念】
  四维空间与以上,属于高维模型。
  根据90年代提出的M理论(超弦理论的一种),宇宙是11维的,由震动的平面构成的。在爱因斯坦那里,宇宙只是4维的(3维空间和1维时间),现代物理学则认为还有7维空间我们看不见。科学家们对我们已认知的维与可能存在但未被认知的维之间的区别是如何解释的呢?他们打了一个比方:一只蚂蚁在一张纸上行走,它只能向右或向左,向前或向后走。对它来说高与低均无意义,这就是说,第3维的空间是存在的,但没有被蚂蚁所认识。同样,我们的世界是由4维构成的(3个空间维,1个时间维),但我们没有觉察到所有其他的维。根据物理学家的看法还应该有7个维。尽管有这么多的维,但这些维是看不见的,它们自身卷在了一起,被称为压缩的维。为了弄清这种看法,让我们再以蚂蚁为例展开我们的想像。我们可以设想一下,将蚂蚁在上面行走的那张纸卷起来,直到卷成一个圆筒形。如果蚂蚁沿着的纸壁走,最后它又会回到出发点,这就是压缩维的一个例子。如果能沿着著名的麦比乌斯带走,也会发生上述现象,当然,它是3维的,但如果沿着它走过,总是会回到出发点的。麦比乌斯带从维的角度讲是压缩的,按照物理学它有3个维,但谁在上面行走,都只能认知人一个维。这就有点像左图上的人:上行或者下行,但永远不会走到尽头。如果蚂蚁不是沿着纸筒弯曲的壁行走,它就永远不会返回到原出发点。这就是2维(或者说被我们所感知的那种维)的例子,沿着它一直走,就不可能返回到原来的出发点。
  高维模型,分数学与物理两个概念。 
  在数学上,多维有很多模型。理论上,维数可以很高。模型很多。但是满足交换不变性质的很少,所以,有人认为四维空间是物理上限。但是,也有人认为会有更高维数物理。去思考,有益智力,因为只受到数学条件约束。 
  在物理上,多维有很多模型。理论上,维数不可以很高。为了解释,宇宙整体的有限无边的性质,必须引入多维,一般是四维时空(一对相对组成性质),也有一些其它有限可数的维数,可能在物理上成立的模型不多。去思考难度很大,因为要受到物理现象的约束
  一:零维,一维,二维,三维。 
  零维度空间是一个点,无限小的点,不占任何空间,点就是零维空间。当无数点集合排列之后,形成了线,直线就是一维空间,无数的线构成了一个平面,平面就是二维空间。无数的平面并列构成了三维空间,也就是立体的空间 
  二:第四维:时间 
  三维的世界是静止的,当三维世界以时间为基准发生变化时,四维空间就产生了,如果把时间看作一根轴线,则这个轴线上的任意一个点,都是一个三维空间,也就是说无数个三维空间依据时间轴线集合,构成了四维空间。 
  在四维空间中,时间呈线性进行,虽然未来不可预测,但源头只有一个,将来也只有一个,不管下一秒将发生什么,即将发生的未来只有一个。 
  同样,忽略了三维属性后,我们将会发现,任意一个四维物体在时间轴上都表现为一条线段。 
  三:第五维:时间平面 
  假设无数的时间轴线集合起来,会构成什么呢? 
  一个时间平面。这个时间平面就是五维空间,它是由无数个四维空间根据某一轴线集合而成的。 
  但是,请不要问这条轴线的标准是什么,因为人类是一个四维的生命体,人类无法为一个我们人类根本观察不到的现象制订标准。 
  但是我们可以想象,一个五维空间的物体,应该是跨越不同时间轴线的。在任意一个时间轴线上,你只能观察到它的一部分。 
  四:时间轴线间的跳跃 
  假设说一个四维生命体想要跳跃到其他时间轴线上,那么它就必须先成为一个五维的生命体,很显然,在跳跃的过程中,它会同时出现在两条时间轴线上,这时它已符合了五维生命体的要求。 
  这个事实用另一句话来表述就是:在四维空间中,时间是线性的,方向和进程不可改变。只有在五维空间中,你可以改变时间的方向和进程。 
  所以:与其说你改变了历史,不如说你改变了自己当前所处的时间轴线。 
  五:无限与永恒 
  虽然人类可以想象出无限的概念,但是我们却无法看到五维世界是什么样子。虽然人类可以明白永恒的概念,可我们却无法创造出一个永恒的事物。 
  六: 怎样寻找更多维的空间?
  空间是无限维的,但是我们怎么样才能寻找到概念上多维空间呢?用你的大脑去想一下:
  以"维"作为空间的参照标准,我们可以想像得到,一维空间是一条无限长的直线。
  二维空间,我们可以想像得到,第二条维是与第一条维相垂直的直线,在纸上我们就可以画出,而且再也无法找到第三条与这两条垂直的直线,这就是一个平面。
  三维空间,也就是我们现在的空间,很容易看出,其实还有一条线可以与前两条线相垂直,那就是第三条维。
  第四维空间,我们就很容易理解了,只要再找到一条与前面那三条直线相垂直的直线,那就是第四维了。
  但是我们根本不可能找到第四条与之垂直的直线,就像在纸上无法找到第三条垂直的直线一样,我们的思维因我们所存在的空间而被蒙蔽了!如果真能找到,那以此类推,第五维就是五条相垂直的直线,第六维就是……
  所以,不要被现实所蒙蔽,因为我们无法看到的东西,还有很多……
  这里我给你们一点思路,和你们做个有趣的实验:
  请先拿出一张纸,在纸上画两条相互垂直的直线(也就是一个"十"字,写大点),试着在纸上画出第三条与这两条相垂直的直线.
  怎么样?画不出吧?
  从纸上看,我们无法画出第三条垂直的直线,因为我们把纸当成了平面,平面只有两条维,就是我们现在画的那两条相垂直的直线.
  当我们把纸当成一个实体,就可以发现了:第三条维其实是穿透这张纸,与纸的平面垂直的.
  我们来试一下:看准那两条垂直线的交叉点,用一根笔芯或一根针,穿过这个中心点,并且放正.再来看一下这根针,是不是同时与那两条直线相垂直了?
  没错!这就是第三维,在纸上永远不可能画出的第三维!
  我们再来看一下这张纸,发现纸上的第三维就是一个点,不管这根针有多长,在纸上立着的也就一个点.
  吸取前面的教训,我们能不能找到第四维呢?
  猜想:
  如果第三维在二维空间中是一个点,那可想而知,第四维在三维空间也是一个点.如果四维空间中的东西有无限大,那么这个点的密度也就是无限大,唯一的解释就是:能通往第四维空间乃至更多维空间的只有黑洞!

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4. 四维空间?

四维空间不等同于四维时空,三维时间加上一维时间并不是四维空间,而是四维时空.我们生活的环境就是四维时空. 

四维空间简言之就是需要四个要素才能描述空间位置.目前科学界尚未发现新的维度,9月份对撞机开业,估计未来两到三年内会有所斩获. 

四维空间用数学抽象描述,矩阵就比较易于理解.现实中即使用计算机模拟四维空间恐怕大家也理解不了. 

我们可以用对称法来说明四维空间的可能性.一维空间中的一条有向线段,如果想以自己其中一点为对称,必须围绕那点做180度旋转,而在一维空间是不可能完成的,如果我们要做到这点就必须有个二维的面,使线段能够绕点旋转. 

同理,在二维的面中有一个自身不对称的图形,它想要对应旁边某直线做轴对称,这时候它必须能够以这条直线为轴,翻转180度,为了能够这样做,必须存在另外的一维,来使图形能够做垂直于平面的翻转动作. 

那么最后,在三维空间中,一个物体想对应某个平面对称,目前为止,我们无能为力,但是我们能够看到这种成为超对称的假象,就是镜子中的像,但是镜子中的像是虚像,不是物体实物经过变换得来的. 

还有一种投影法来判断物体是否是四维空间的物体.一个物体投影到一个平面上,他的投影是不断变化的,小时候我们都画过三视图.那么我们推论一个四维空间的物体,假设她是稳定的,那么在不同的空间中,或者在相同空间的位移中,他的形体是不断变换的.就好像三维物体的二维切片一样.我们作为低等动物只能看到高维物体对低维空间的切片.无法看到他的全貌.

5. 怎样到达四维空间?

四维空间到底怎么达到?

怎样到达四维空间?

6. 四维空间是什么

四维空间是一个时空的概念。简单来说,任何具有四维的空间都可以被称为“四维空间”。不过,日常生活所提及的“四维空间”,大多数都是指爱因斯坦在他的《广义相对论》和《狭义相对论》中提及的“四维时空”概念。根据爱因斯坦的概念,我们的宇宙是由时间和空间构成。时空的关系,是在空间的架构上比普通三维空间的长、宽、高三条轴外又多了一条时间轴,而这条时间的轴是一条虚数值的轴。

7. 四维空间是什么

不但存在四维,更高维的也有很多啊。
但是对于我们实际是基本没有意义的,从概念上理解,可以以“事件”来定义。如果把二维的线当做“事件”  那么比它高一维度的三维“空间”就是容纳“二维事件”的集合,把三维的一个时刻的情景当做“事件”,那么高一维度的四维“空间”就是容纳“三维事件”的集合,四维空间可以理解为这个“事件”的全部发展过程,那么这个事件从一开始就不一定按照这个过程发展,可能有很多其他的可能性(比如每种可能性会产生各自的结果),现在如果把这些种“可能性”每种都当成一个四维空间的“事件”,那么这些事件的可能性的集合就是五维空间。
因此更高纬度的“空间”其实质上并不是我们所理解的体积概念的空间,而只是我们称之为“空间”,研究这些就看你的想象力和理解能力了,同时是否有必要去研究也是一个话题。

四维空间是什么

8. 四维空间是什么

作为人类,我们能感知的空间有三个维度即 前后; 左右; 上下.  
也就是说有这三方面信息就可以确定你在坐标系空间中的位置.
而这三个参数即是你测量这个位置的三个维度.
那么加入第四维:时间,又是怎么回事呢? 
我个人认为:是为了对时空科学方面的研究,说白了就是在某时时间下你的具体空间位置, 这个时间参数,也即成为了第四维度. 

至于空间维度具体是多少维, 如何衡量, 当然目前通用的是三维空间, 但现代科学研究发现空间与时间的关系所以加入了时间维度. 

您推过N个三维空间会组成四维, 这是不对的. 因为三维空间已经占具(描述)了空间的所有位置, 那么多个三维空间只能是在某一时间下的三维空间, 即是加入时间维度给空间的主要原因.

当然你也可以引入你自己的维度加入这个座标系中. 比如你可以加入一个你的心率参数. 这样成了你个人在这个宇宙中的含有五个维度的"生命健康空间".  它可以表达了您 在某时刻下的心率及所处的空间位置.